多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服的研發(fā)與性能評(píng)價(jià)

周倩雯 何佳臻 路紫荊 盧業(yè)虎

摘 要：為提升環(huán)衛(wèi)服對(duì)季節(jié)變化和晝夜交替溫差的適用性，通過(guò)優(yōu)化環(huán)衛(wèi)服的開(kāi)口方式及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)了一款多季節(jié)適用型的環(huán)衛(wèi)服。在對(duì)多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服工效性進(jìn)行評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)之上，采用人工氣候艙模擬高溫（30℃）和低溫（10℃）環(huán)境，通過(guò)人體著裝實(shí)驗(yàn)對(duì)新型環(huán)衛(wèi)服的舒適性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：相較普通環(huán)衛(wèi)服而言，多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服肩部和肘部的活動(dòng)方便性顯著提升;在高溫環(huán)境下能顯著降低局部皮膚溫度和局部皮膚水汽壓，熱感、濕感和舒適感優(yōu)勢(shì)顯著;在低溫環(huán)境下能顯著提高局部皮膚溫度、保持適中的熱感和舒適感，可以適應(yīng)不同季節(jié)氣候變化。

關(guān)鍵詞：環(huán)衛(wèi)服;工效性;舒適性;高溫;低溫

中圖分類號(hào)：TS941.73

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-265X（2022）01-0185-09

Abstract： In order to improve the adaptability of sanitation suits for seasonal changes and temperature differences between day and night， a multi-seasonal sanitation suit was developed by optimizing its opening mode and internal structure. Based on an evaluation of the ergonomics of the multi-seasonal sanitation suit， this paper adopted an artificial climate chamber to simulate high temperature （30°C） and low temperature （10°C） environments. A human dress experiment was carried out to evaluate the comfort of this new type of sanitation suit. The research results showed that compared with ordinary sanitation suits， the mobility of shoulders and elbows of the proposed multi-seasonal sanitation suit were significantly improved. In a high temperature environment， it can significantly lower local skin temperature and local skin vapor pressure， and has significant advantages in terms of thermal sensation， moisture sensation and comfort. In a low temperature environment， it can significantly increase the local skin temperature， maintain moderate thermal sensation and comfort， and adapt to climate changes in different seasons.

Key words： sanitation suit; ergonomics; comfort; high temperature; low temperature

隨著城市化建設(shè)的快速發(fā)展，城市環(huán)衛(wèi)保潔作業(yè)量顯著增加，環(huán)衛(wèi)工人的數(shù)量也隨之呈上升趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，環(huán)衛(wèi)工人具有女多男少、整體趨于老齡化、文化水平低的特征，因此有必要對(duì)這類較為弱勢(shì)的群體給予關(guān)注。環(huán)衛(wèi)工人的工作時(shí)間長(zhǎng)、跨度大，工作量大[1]，四季氣候和晝夜氣溫變化大，且工作過(guò)程中大多處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不斷產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致環(huán)衛(wèi)工人冷熱交替，影響了環(huán)衛(wèi)工人的熱濕舒適性。此外，他們的工作環(huán)境惡劣，多變的天氣條件易使環(huán)衛(wèi)工人出現(xiàn)感冒、中暑、凍傷等不適癥狀，易發(fā)生交通事故，存在安全隱患。環(huán)衛(wèi)工人工作環(huán)境的復(fù)雜性要求其工作服需具備防護(hù)性、舒適性和安全警示性，并符合人體工效學(xué)，從而緩解惡劣工作環(huán)境給人體帶來(lái)的不適。目前，中國(guó)環(huán)衛(wèi)服品種單一、做工粗糙，沒(méi)有統(tǒng)一的環(huán)衛(wèi)服生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)[2]，質(zhì)量參差不一，其舒適性和工效性沒(méi)有得到保障。

為了適應(yīng)多變的工作環(huán)境，研究人員對(duì)環(huán)衛(wèi)服的防護(hù)性、舒適性以及安全警示性進(jìn)行了改良。張弦等[3]采用新型含氟拒水拒油整理劑及聚酯聚醚類非離子抗靜電劑對(duì)環(huán)衛(wèi)服面料進(jìn)行防水、防油、防污的復(fù)合功能性整理，使環(huán)衛(wèi)服具備優(yōu)良的拒水、拒油、抗靜電的性能，增強(qiáng)了環(huán)衛(wèi)服的防護(hù)性。任祥放等[4]通過(guò)柔性非晶硅薄膜太陽(yáng)能板和微型輕便風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)服裝配件的發(fā)熱和散熱，增強(qiáng)其熱濕舒適性。楊璨等[5]利用EL冷光線的特點(diǎn)，將電子變壓整流器、電流互感器、鋰電池板、繼電器和控制開(kāi)關(guān)等裝置組裝成一個(gè)發(fā)光電路系統(tǒng)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了EL發(fā)光環(huán)衛(wèi)服，增強(qiáng)了環(huán)衛(wèi)服的安全警示性。然而，環(huán)衛(wèi)工人工作時(shí)間跨度較長(zhǎng)，二十四小時(shí)均有人進(jìn)行清掃作業(yè)，從凌晨至深夜氣溫經(jīng)歷著由冷到熱再轉(zhuǎn)冷的轉(zhuǎn)變過(guò)程。針對(duì)這一問(wèn)題，亟須開(kāi)發(fā)新型的環(huán)衛(wèi)服，使其適應(yīng)晝夜溫差和四季氣候變化。

環(huán)衛(wèi)服作為“環(huán)境-服裝-人體”系統(tǒng)中連接環(huán)境與環(huán)衛(wèi)工人的媒介，在人體與外界多變環(huán)境交互的過(guò)程中起到非常重要的作用。本文針對(duì)環(huán)衛(wèi)工作中常見(jiàn)的季節(jié)變化和晝夜交替溫差問(wèn)題，開(kāi)發(fā)一款多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服，并對(duì)其熱濕舒適性和工效性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服的設(shè)計(jì)

1.1 面料選擇

本次研發(fā)的環(huán)衛(wèi)服為套裝，包含外套和褲子，其面料選取聚酯纖維含量較高的滌棉混紡織物，與傳統(tǒng)棉織物相比，人體穿著聚酯織物服裝在溫暖潮濕環(huán)境中進(jìn)行高強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)，汗液蒸發(fā)透散效率高，在運(yùn)動(dòng)結(jié)束后皮膚溫度能更快地恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前水平[6]。該面料同時(shí)具備輕薄柔軟、吸汗透氣、耐磨的特性。此外，為了滿足環(huán)衛(wèi)服的警示性，面料顏色采用亮橙色，并在服裝關(guān)鍵部位（如前胸、大腿側(cè)縫）附反光條。為了適應(yīng)冬季寒冷氣候，環(huán)衛(wèi)服上衣中配置了橙色夾襖層，以增強(qiáng)保暖性。面料的具體信息見(jiàn)表1。

1.2 款式設(shè)計(jì)

所設(shè)計(jì)環(huán)衛(wèi)服上衣和褲子款式分別如圖1所示。采用立體剪裁進(jìn)行夾克式外套設(shè)計(jì)，使其整體版型更有型，更具美觀性。上衣領(lǐng)口采用翻領(lǐng)設(shè)計(jì)，貼合頸部曲線，防風(fēng)性能更強(qiáng);衣服胸前和兩側(cè)設(shè)大口袋，容量大，儲(chǔ)物方便。袖子和下擺進(jìn)行分割設(shè)計(jì)增大開(kāi)口，環(huán)衛(wèi)服的透氣性即通風(fēng)性更好，可使穿著者感覺(jué)涼爽[7]。相較于傳統(tǒng)環(huán)衛(wèi)服而言，所開(kāi)發(fā)的多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服具有以下特征：

a）可拆卸袖設(shè)計(jì)。研究表明，在溫暖環(huán)境中可以暴露上肢以保持服裝的熱舒適性和人體生理功能[8]，因此對(duì)夾克式外套的袖子進(jìn)行分割設(shè)計(jì)，分割線位置選擇在上臂中部，以避開(kāi)腋下和肘部以免影響舒適性，采用拉鏈將分割袖與衣身相連，并增加搭門將拉鏈覆蓋，以增強(qiáng)其隱蔽性。

b）上衣側(cè)縫下擺開(kāi)口設(shè)計(jì)。增加服裝的開(kāi)口可以有效提升汗液蒸發(fā)速率，因此在上衣的下擺處采用了開(kāi)口設(shè)計(jì)，其位置選擇在側(cè)縫部位，通過(guò)安裝拉鏈及網(wǎng)紗以實(shí)現(xiàn)上衣下擺部分開(kāi)口的增大。

c）可拆卸帽子設(shè)計(jì)。為了抵御風(fēng)、雨、雪等惡劣的天氣，多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服配置由防水防風(fēng)面料制成的可拆卸帽子，在對(duì)頭部進(jìn)行防護(hù)的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)拆卸。

d）可拆卸夾襖層設(shè)計(jì)。為增強(qiáng)環(huán)衛(wèi)服在較低溫度下的適應(yīng)性，通過(guò)增加夾襖層來(lái)實(shí)現(xiàn)保暖增強(qiáng)效果。本設(shè)計(jì)參考戶外沖鋒衣的設(shè)計(jì)方式，在服裝后片各部位安裝扣袢以便固定夾襖層，在夾襖層相應(yīng)位置縫制紐扣實(shí)現(xiàn)夾襖層的可穿脫。此外，夾襖層的尺寸由環(huán)衛(wèi)服外套尺寸決定，款型與環(huán)衛(wèi)服外套后衣片相似。

e）腳口收緊設(shè)計(jì)?？紤]到現(xiàn)有環(huán)衛(wèi)服在日常穿著中褲口開(kāi)口較大，在大風(fēng)寒冷天氣容易增加熱量損失，同時(shí)褲口經(jīng)常蹭到地面而造成磨損，故將褲子的下擺進(jìn)行收口設(shè)計(jì)，并在褲子下擺內(nèi)側(cè)安裝了魔術(shù)貼，褲子款式如圖1（b）所示。

1.3 規(guī)格設(shè)計(jì)

環(huán)衛(wèi)服研發(fā)設(shè)計(jì)參照中國(guó)服裝號(hào)型，采取體型類別中的普通型 A和身高等級(jí)劃分中的適中值 175cm作為設(shè)計(jì)的參考規(guī)格和尺寸，其主要部位的尺寸如表2所示。

1.4 不同季節(jié)的配置方式

所開(kāi)發(fā)的環(huán)衛(wèi)服可根據(jù)四季氣候或早晚溫差劃分為夏季型配置和秋冬季型配置。夏季氣溫較高，因此夏季型配置中將兩側(cè)的手袖拆卸下來(lái)，同時(shí)拉開(kāi)外套兩側(cè)的拉鏈增大開(kāi)口，褲口放大，增加通風(fēng)。

秋冬季室外溫度較低且伴隨強(qiáng)風(fēng)，因此秋冬型配置中將可脫卸袖裝上，并在原有的夾克外套的基礎(chǔ)上配置帽子防風(fēng)或防雨，同時(shí)在外套內(nèi)側(cè)增加夾襖層進(jìn)行保暖。此外，利用魔術(shù)貼將褲子的下擺進(jìn)行收口，以減少熱量的損失。

2 性能評(píng)價(jià)

2.1 受試人員

健康的男性6名[9-10]，平均年齡（21±1）歲，身高（175±2）cm，體重（60±5）kg，實(shí)驗(yàn)前告知受試者實(shí)驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)性，并對(duì)實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行培訓(xùn)。受試者分別穿著夏季型配置、秋冬型配置環(huán)衛(wèi)服進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為評(píng)估所開(kāi)發(fā)服裝的有效性，同時(shí)選取市場(chǎng)上現(xiàn)有的普通環(huán)衛(wèi)服作為對(duì)照服裝，其面料與基本尺寸與所研發(fā)服裝相同，款式為亮橙色長(zhǎng)袖長(zhǎng)褲。此外，受試者在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的內(nèi)部著裝需統(tǒng)一，夏季型配置著裝狀態(tài)下，貼身穿著短袖棉T恤，秋冬型配置著裝狀態(tài)下，貼身穿著保暖內(nèi)衣褲。

2.2 評(píng)價(jià)方案

采用人體著裝實(shí)驗(yàn)，對(duì)所開(kāi)發(fā)服裝的工效性與舒適性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.2.1 工效性評(píng)價(jià)

對(duì)環(huán)衛(wèi)服的工效性評(píng)價(jià)主要采用主觀評(píng)價(jià)法，讓受試者針對(duì)所開(kāi)發(fā)環(huán)衛(wèi)服的夏季型配置和冬季型配置，依次完成穿上環(huán)衛(wèi)服、手臂向前抬高至最大位置、手臂側(cè)抬至最大位置、身體前傾至最低位置、肩部前后活動(dòng)、手肘上下活動(dòng)、腳前后抬至最高位置、下蹲和脫下環(huán)衛(wèi)服的動(dòng)作。在完成每個(gè)動(dòng)作之后，采用7級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)尺（如圖2所示），讓其對(duì)完成動(dòng)作的方便性進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)照服裝（普通環(huán)衛(wèi)服）的工效性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景如圖3所示。

2.2.2 舒適性評(píng)價(jià)

為了評(píng)估所開(kāi)發(fā)服裝在不同氣候條件下的適用性，采用人工氣候室模擬高溫和低溫兩種實(shí)驗(yàn)環(huán)境，其中高溫環(huán)境溫度為（30±0.3）℃，濕度為50%±2.5%，風(fēng)速為（0.2±0.1）m/s;低溫環(huán)境溫度為（10±0.3）℃，濕度為30%±2.5%，風(fēng)速為（2±0.1）m/s。測(cè)試前，受試者在準(zhǔn)備室內(nèi)（20℃，相對(duì)濕度65%）采用心率帶（ProTrainer 5TMRS400sd，美國(guó) Polar）測(cè)量心率及皮膚溫濕度傳感器（MSR145，瑞士MSR），其中心率傳感器置于左前胸（心臟部位）;皮膚溫濕度傳感器置于左前胸與左側(cè)肩胛骨附近。激活測(cè)量?jī)x器之后，進(jìn)入人工氣候艙。氣候艙內(nèi)的實(shí)驗(yàn)流程如圖4所示，分為休息期、運(yùn)動(dòng)期和恢復(fù)期。休息期持續(xù)時(shí)間為5 min，受試者保持靜止休息，并在初始時(shí)刻和休息結(jié)束時(shí)分別對(duì)環(huán)衛(wèi)服熱感、濕感和舒適感進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)尺如表3所示。休息期結(jié)束進(jìn)入運(yùn)動(dòng)期，受試者在坡度為1°的跑步機(jī)上跑步15 min，為了防止運(yùn)動(dòng)損傷，運(yùn)動(dòng)開(kāi)始和結(jié)束的速度均為4 km/h[11]，運(yùn)動(dòng)開(kāi)始后2 min內(nèi)速度逐漸提高到7 km/h，然后保持7 km/h的速度跑步，在第18 min開(kāi)始逐漸減速至4 km/h的速度并結(jié)束運(yùn)動(dòng)，并再次填寫主觀評(píng)價(jià)表。運(yùn)動(dòng)期結(jié)束進(jìn)入恢復(fù)期，恢復(fù)期持續(xù)時(shí)間為10 min，期間受試者保持靜止休息并每隔5 min對(duì)舒適性進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。舒適性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景如圖5所示。

2.3 數(shù)據(jù)處理及分析方法

對(duì)主客觀評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。對(duì)于局部皮膚溫濕度數(shù)據(jù)，除分析測(cè)量點(diǎn)（前胸、后背）的皮膚溫度外，將采用測(cè)量點(diǎn)（前胸、后背）的水汽壓對(duì)衣下皮膚表面的含濕情況進(jìn)行表征[11]。水汽壓的計(jì)算需要測(cè)量點(diǎn)的溫度及濕度數(shù)據(jù)，將其輸入軟件Vaisala Humidity Calculator即可獲得。采用SPSS軟件（Version 26.0）對(duì)所多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服和普通環(huán)衛(wèi)服的操作方便性、熱感、濕感、舒適感的評(píng)分結(jié)果進(jìn)行差異顯著性分析。此外，在舒適性客觀評(píng)價(jià)中，局部皮膚溫度、局部皮膚水汽壓及心率均為連續(xù)性指標(biāo)，為更為有效地檢驗(yàn)多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服與普通環(huán)衛(wèi)服的差異顯著性，選取休息期的 2個(gè)時(shí)刻點(diǎn)（0、5 min）、運(yùn)動(dòng)期內(nèi)的 3個(gè)時(shí)刻點(diǎn)（10、15、20 min）以及恢復(fù)期內(nèi)的2個(gè)時(shí)刻點(diǎn)（25、30 min），對(duì)所獲得數(shù)據(jù)的差異顯著性進(jìn)行分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 工效性

多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服與普通環(huán)衛(wèi)服的活動(dòng)方便性主觀評(píng)價(jià)結(jié)果如表 4所示。可以看出，所開(kāi)發(fā)環(huán)衛(wèi)服的兩種配置方式（夏季型和秋冬型）其動(dòng)作得分均為正值，且部分動(dòng)作的得分超過(guò)1，而普通環(huán)衛(wèi)服的得分基本為負(fù)值。單因素方差分析表明穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服夏季配置和穿著普通環(huán)衛(wèi)服進(jìn)行肩部前后活動(dòng)和手肘上下活動(dòng)的方便性具有顯著差異，分別為P=0.019，P=0.031，穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服的活動(dòng)方便性顯著優(yōu)于普通環(huán)衛(wèi)服（P < 0.05），二者分別是穿著普通環(huán)衛(wèi)服的3.8倍和2.6倍。結(jié)果表明多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服上衣側(cè)縫的開(kāi)口設(shè)計(jì)及袖子部位的分割設(shè)計(jì)可以有效地提供著裝者手臂的活動(dòng)方便性、降低身體軀干的大幅度動(dòng)作難度。穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服夏季配置做下蹲動(dòng)作的活動(dòng)方便性與穿著普通環(huán)衛(wèi)服有顯著差異（P < 0.05），可見(jiàn)褲腳口的開(kāi)口與收口設(shè)計(jì)有利于活動(dòng)方便。

此外，對(duì)比多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服的兩種配置方式發(fā)現(xiàn)，在肩部前后活動(dòng)、身體前傾至最低位置和手肘活動(dòng)中，夏季配置的活動(dòng)方便性評(píng)分優(yōu)于秋冬季配置，這可能是由于冬季配置中服裝內(nèi)側(cè)增加的夾襖層對(duì)上肢活動(dòng)造成了一定的影響，但是其他7種動(dòng)作兩種服裝配置方式的操作方便性無(wú)顯著性差異（P > 0.05），這說(shuō)明多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服中的內(nèi)側(cè)夾襖層總體上不會(huì)對(duì)受試者的肢體動(dòng)作造成較大影響。

3.2 舒適性

3.2.1 客觀評(píng)價(jià)

3.2.1.1 局部皮膚溫度

圖6描述了高溫環(huán)境和低溫環(huán)境下受試者分別穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服和普通環(huán)衛(wèi)服的局部皮膚溫度數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果。在高溫環(huán)境下，受試者進(jìn)入高溫環(huán)境艙后，受試者局部皮膚溫度逐漸上升，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中局部皮膚溫度持續(xù)升高并在第25 min處達(dá)到最高值，隨后開(kāi)始下降。方差分析表明，在第15、20、25 min和30 min時(shí)，穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服的局部皮膚溫度顯著低于穿著普通環(huán)衛(wèi)服（P < 0.05），第30 min差值達(dá)到最大值1.48℃，比同時(shí)段穿著普通環(huán)衛(wèi)服時(shí)低4.42%。說(shuō)明多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服夏季配置增加開(kāi)口和可拆卸手袖，可以加快衣下通風(fēng)的對(duì)流散熱，從而降低皮膚溫度的升高，同時(shí)能在恢復(fù)期更快地將皮膚溫度降至運(yùn)動(dòng)前水平。

在低溫環(huán)境下，第0～10 min局部皮膚溫度由于低溫環(huán)境均先緩慢降低，隨后運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生熱量而有所回升。在第15 min后二者局部皮膚溫度變化趨勢(shì)有所不同，無(wú)保溫措施的普通環(huán)衛(wèi)服穿著者由于環(huán)境低溫和運(yùn)動(dòng)出汗的影響，局部皮膚溫度開(kāi)始迅速降低;而多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服的局部皮膚溫度在15～20 min保持上升趨勢(shì)，進(jìn)入恢復(fù)期后緩慢降低。在第20、25 min和第30 min后受試者穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服的局部皮膚溫度顯著高于穿著普通環(huán)衛(wèi)服（P < 0.05），平均高1.01℃，二者最大差值為2.29℃。由此可以表明，多季節(jié)適用型服裝在低溫環(huán)境下更具保暖性。

3.2.1.2 局部皮膚水汽壓

受試者在高溫和低溫環(huán)境下穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服和普通環(huán)衛(wèi)服時(shí)測(cè)量點(diǎn)的局部皮膚水汽壓數(shù)值的變化如圖7所示。在高溫環(huán)境下，第0 min二者的局部皮膚水汽壓數(shù)值較為接近，整體呈上升趨勢(shì)。在第25 min和第30 min多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服和普通環(huán)衛(wèi)服的局部皮膚水汽壓有顯著差異（P < 0.05），在第25 min恢復(fù)期時(shí)二者出現(xiàn)最大差異值，此時(shí)多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服局部皮膚水汽壓數(shù)值比對(duì)照服裝的局部皮膚水汽壓數(shù)值低11%。局部皮膚水汽壓越低表示皮膚表面的含濕量越小，服裝的散熱性能越好[12]，結(jié)果表明多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服通過(guò)增大開(kāi)口和袖子分割設(shè)計(jì)能有效增強(qiáng)散熱性能。

在低溫環(huán)境下，0～15 min由于低溫和風(fēng)速影響，兩者的局部皮膚水汽壓數(shù)值呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，10～20 min由于運(yùn)動(dòng)出汗，局部皮膚水汽壓數(shù)值逐漸上升，到恢復(fù)期局部皮膚水汽壓數(shù)值開(kāi)始持續(xù)下降。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服局部皮膚水汽壓數(shù)平均值高于穿著普通環(huán)衛(wèi)服 5.29 hPa，最大差值達(dá)10.48 hPa。穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服可以較好地保暖且不會(huì)帶來(lái)悶熱感，具有一定的舒適性。

3.2.1.3 心 率

高溫和低溫環(huán)境中受試者穿著測(cè)試環(huán)衛(wèi)服的心率對(duì)比如圖8所示。方差分析表明兩種環(huán)境下，多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服和普通環(huán)衛(wèi)服均沒(méi)有顯著差異（P > 0.05）。但在高溫環(huán)境下，多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服心率均低于普通環(huán)衛(wèi)服，在運(yùn)動(dòng)期中二者心率差異平均值達(dá)5.69 bpm，并且在恢復(fù)期內(nèi)穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服心率更迅速地降到100 bpm 以下。心率越高表示人體的熱應(yīng)激程度越大，服裝的散熱性能越差，結(jié)果表明穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服可以在一定程度上降低高溫環(huán)境服裝給人帶來(lái)的生理負(fù)荷。

在低溫環(huán)境中，在第15 min時(shí)，兩者心率數(shù)值分別為128.05 bpm和116.68 bpm，穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服受試者的心率比穿著普通環(huán)衛(wèi)服低9%?？梢?jiàn)多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服雖然增加了夾襖層和帽子，但在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)給人體帶來(lái)更多的生理負(fù)荷，能夠維持人體活動(dòng)的舒適性。

3.2.2 主觀評(píng)價(jià)

圖9描述了高溫環(huán)境和低溫環(huán)境下受試者分別穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服和普通環(huán)衛(wèi)服的熱感評(píng)分變化。在高溫環(huán)境中，受試者穿著兩種環(huán)衛(wèi)服的熱感評(píng)分均在休息期逐漸下降，在運(yùn)動(dòng)期呈逐漸上升，停止運(yùn)動(dòng)后由于汗液蒸發(fā)吸熱在恢復(fù)期20～25 min內(nèi)急劇下降。單因素方差分析表明受試者穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服夏季配置的熱感評(píng)分在第5 min、第20 min和第25 min顯著低于穿著普通環(huán)衛(wèi)服（P < 0.05），且處于適中與較熱之間。在低溫環(huán)境中，二者各個(gè)時(shí)刻的熱感評(píng)分雖無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異（P > 0.05），但穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服秋冬季配置的熱感評(píng)分維持在0±0.2的范圍內(nèi)波動(dòng)，始終高于穿著普通環(huán)衛(wèi)服評(píng)分，保溫性能較好。總體而言，穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服在高溫和低溫條件下均可以靈活地適應(yīng)環(huán)境溫度，維持人體的熱舒適性。

受試者的濕感評(píng)分變化如圖10所示。在高溫環(huán)境下，整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服的濕感評(píng)分始終低于普通環(huán)衛(wèi)服，其平均評(píng)分值比普通環(huán)衛(wèi)服低80.72%，尤其在第0 min受試者剛進(jìn)入氣候艙時(shí)、恢復(fù)期的第25 min和第30 min，二者具有顯著差異性（P<0.05）。結(jié)果表明，多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服的通風(fēng)設(shè)計(jì)可以加快水汽蒸發(fā)，有效緩解高溫環(huán)境和運(yùn)動(dòng)出汗帶來(lái)的潮濕粘膩感。在低溫環(huán)境下，兩種環(huán)衛(wèi)服濕感在統(tǒng)計(jì)學(xué)上無(wú)顯著差異（P>0.05），評(píng)分?jǐn)?shù)值均在0值附近波動(dòng)，在第30 min多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服濕感評(píng)分比普通環(huán)衛(wèi)服高0.4，表現(xiàn)出適中的感覺(jué)。這說(shuō)明即使在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服的夾襖層并不會(huì)對(duì)人體排汗造成明顯制約。

圖11為高溫環(huán)境和低溫環(huán)境下舒適感評(píng)價(jià)變化曲線。在高溫環(huán)境中，在第20 min和第25 min，穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服的舒適感評(píng)分顯著高于普通環(huán)衛(wèi)服（P < 0.05），二者舒適感評(píng)分差值最大達(dá)到1.6。可見(jiàn)在高溫環(huán)境中多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服可以給人更好的舒適感。在低溫條件下，穿著多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服的舒適感評(píng)分在第30 min時(shí)顯著高于普通環(huán)衛(wèi)服（P < 0.05），比普通環(huán)衛(wèi)服評(píng)分高達(dá)76.85%。這是由于普通環(huán)衛(wèi)服的保溫效果較差，在運(yùn)動(dòng)產(chǎn)熱后并不能有效地儲(chǔ)存能量，導(dǎo)致在休息一段時(shí)間后熱量損失而感到寒冷，從而舒適感降低。綜合三組數(shù)據(jù)，多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服在高溫和低溫環(huán)境中的熱感、濕感和舒適感均優(yōu)于普通環(huán)衛(wèi)服。

4 結(jié)論與展望

以環(huán)衛(wèi)服作為研究對(duì)象，從多季節(jié)適用的角度對(duì)環(huán)衛(wèi)服的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，目的在于增強(qiáng)其對(duì)季節(jié)變化和晝夜交替溫差變化的適用性。除對(duì)多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服的工效性進(jìn)行評(píng)價(jià)，還利用人工氣候艙模擬高溫（30℃，相對(duì)濕度50%）和低溫（10℃，相對(duì)濕度30%）環(huán)境，對(duì)多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服和普通環(huán)衛(wèi)服（對(duì)照組）的舒適性進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)。

在工效性評(píng)價(jià)中，與普通環(huán)衛(wèi)服相比，多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服的肩部前后活動(dòng)、手肘上下活動(dòng)和下蹲動(dòng)作的方便性顯著提高。結(jié)果表明多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服上衣側(cè)縫的開(kāi)口設(shè)計(jì)、袖子部位的分割設(shè)計(jì)以及褲腳口的開(kāi)口與收口可以有效地提供著裝者手臂的活動(dòng)方便性、降低身體軀干的大幅度動(dòng)作難度。

在舒適性評(píng)價(jià)中，多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服夏季配置在高溫環(huán)境中能顯著降低局部皮膚溫度和局部皮膚水汽壓，降低熱感和濕感，保持舒適感。在低溫環(huán)境中，秋冬季配置則能在一段時(shí)間內(nèi)夠維持人體溫度，減少風(fēng)帶來(lái)的熱量損失，提供較為舒適的感覺(jué)。在舒適性主觀評(píng)價(jià)具有顯著優(yōu)勢(shì)。

本文研發(fā)的多季節(jié)適用型環(huán)衛(wèi)服能達(dá)到在高溫環(huán)境中散熱、低溫環(huán)境中保暖的實(shí)際穿著效果，但此環(huán)衛(wèi)服在前胸的散熱和保暖效果上還需繼續(xù)改進(jìn)，可考慮將外套前胸的口袋設(shè)計(jì)成立體口袋，立體口袋底部使用網(wǎng)眼材料，使之在有風(fēng)的條件下可被吹開(kāi)，形成具有立體感的通風(fēng)口，增加空氣流通[10]。為提高前胸保溫性能，可以在不改變夾襖層面料的基礎(chǔ)上將夾襖層覆蓋面積擴(kuò)大，從一片式變?yōu)轳R甲，遮蓋前胸增加保暖性。

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